Проект цеха электролиза производительностью 315 тыс. т алюминия в год с установкой электролизеров с обожженными анодами на силу тока 315 кА
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ика [2] равной 0,74 А/см2.
Тогда площадь сечения анода (Sa) расiитывается по формуле [2]:
где: I - сила тока проектируемого электролизёра.
При конструктивном раiёте электролизёра следует ориентироваться на типоразмеры серийно выпускаемых анодов [2].
Принимаем обожжённые аноды конструкции электролизёров ТадАЗа, САЗа с размерами в плане 700Ч1450 мм и высотой 600 мм. Анодные блоки установленные длинной стороной перпендикулярно шахте ванны двумя рядами,расстояние между рядами 160 мм, между анодными блоками - 40 мм.
Количество анодных блоков (n) в анодном массиве определяется по формуле [2]:
где: l - длина анодного блока, мм;- ширина анодного блока, мм.
Общая длина (La) анодного массива определяется из выражения [2]:
Ширина анодного массива (Ва):
Анодное устройство состоит из:
oбалки-коллектора;
oмеханизмов подъёма анодов;
oанодной ошиновки;
oобожжённых анодов;
oукрытия электролизёра;
oсекций автоматизированного питания глинозёмом (АПГ).
К анодной ошиновке с помощью специальных зажимов прикрепляются 42 обожжённых анодов. Каждый анод состоит из угольного блока, предварительно обожжённого, и токопроводящего анододержателя (анододержатель - алюминиевая штанга и стальной кронштейн с 4-мя ниппелями). Анододержатель ниппелями устанавливается в специально высверленные в блоке гнезда и крепится к нему с помощью заливки из чугуна.
Укрытие электролизёра с ОА - сегментного типа, состоящее из балки-коллектора, съёмных сегментных створок-крышек и торцевых щитов. Всего на электролизёре 4 механизма подъёма укрытия, которые состоят из электродвигателя и редуктора. Любая створка укрытия снимается вручную.
Рис. 2.1 Схема укладки подовых блоков на подину электролизёр
Расстояние от продольной стороны анода до:
боковой футеровки (bш) - 360 мм;
торцевой футеровки (lш) - 350 мм.
Тогда внутренняя длина шахты (Lш) составит:
,
а её внутренняя ширина (Вш):
Согласно практическим данным для ванн большой мощности Нш=600 мм (уровень металла hм=250 мм; 1э=250 мм; hг=100 мм ; тогда:
2.1.2 Раiёт размеров шахты и катодного устройства
В электролизёре принимается металлический катодный кожух шпангоутного типа.
Рис. 2.2. Схема футеровки электролизёра: 1 - стальной кожух; 2 - засыпка из шамотной крупки; 3 - футеровочная угольная плита; 4 - углеродистая подушка из подовой массы; 5 - кирпичная футеровка из 2 рядов шамотного и 3 рядов легковесного шамотного кирпича; 6 - асбестовый лист.
Раiёт основных размеров подины
Отечественной промышленностью выпускаются катодные блоки сечением 400Ч400 и длиною 600, 800, 1200 и 1600 мм (нормальные) и сечением 400Ч550 и длиной 600, 1400, 2000 и 2200 мм (укрупненные). В проектируемом электролизере используем не стандартные блоки сечением 500Ч690 и длиной 1400 и 2000 мм с двумя блюмсами в блоке каждый сечением 100Ч200 мм.
Принимаем число пар блоков 24:
Расстояние между катодными блоками и боковой футеровкой шахты (с) определяется следующим образом:
где: В1 и В2 длины выбираемых нами блоков.
Ширина шва (d) между катодными блоками и торцевой футеровкой составляет:
Рис. 2.3 Общий вид катодного устройства: 1 - швы между блоками; 2 - паз в блоке; 3 - углеродистая подушка; 4 - катодные стержни; 5 - подовые блоки; 6 - пробки из подовой массы; 7 - боковые угольные плиты
Катодные стержни
Катодные стержни (блюмсы) изготавливаются из стали (Ст2, Ст3). Раньше их заливали в угольный подовый блок чугуном, а в последнее время используют другие материалы. Так, на Иркутском алюминиевом заводе для этих целей применяется МХТД - масса холодная теплопроводная доменная.
Допустимая плотность тока для стали 0,2 А/мм2. Стандартное сечение блюмсов - 120Ч230 мм. Необходимо проверить в стержнях фактическую плотность тока:
Размеры катодного кожуха
Размеры катодного кожуха определяются в зависимости от геометрических размеров шахты ванны и толщины слоя футеровочных и теплоизоляционных материалов. Подина выполнена из угольных подовых секций. Вместо углеродистой подушки из подовой массы для увеличения срока службы электролизера укладывается сухая барьерная смесь (СБС), СБС ?3 = 90 мм. Кирпичная часть подины, состоит из двух слоев шамотных кирпичей ШВ-42 и двух слоев низкоплотных вермикулитовых плит (толщиной по 65 мм).
Боковые и торцевые стороны катодного устройства футерованы карбид - кремниевыми блоками толщиной 100 мм.
По торцевым и длинным сторонам угольные плиты укладываются с зазором 40 мм, которые (сверху на 300 мм) забиваются подовой массой и шамотной засыпкой. По торцевым и длинным сторонам шахты выполняется порог из угольных блоков с целью уменьшения площади зеркала металла и снижения потерь металла за iёт обратного растворения металла в электролите, что увеличивает выход по току. Асбестовый лист - толщиной 15 мм, шамотная засыпка на дне - толщиной 40 мм.
Кожух с днищем состоит из двух стального короба (толщиной 10 мм). В настоящем проекте принимаем кожух шпангоутного типа.
Тогда внутренние размеры кожуха составят:
длина:
ширина:
высота:
2.1.3 Укрытие электролизёра
Электролизёр с обожжёнными анодами оборудуется укрытиями сегментного типа. Это укрытие электролизёра состоит из балки - коллектора, съёмных сегмен